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电磁频谱地图构建中的空间插值方法综述

电讯技术 2024年

作者：徐浩然王红军赵文元国防科技大学电子对抗学院

电磁频谱地图是电磁频谱作战精确化和电磁频谱管理精细化的基础，为梳理和综述电磁频谱地图构建领域插值方法，立足分布式感知网络架构，简要分析了构建电磁频谱地图的必要性，阐述了电磁频谱地图构建算法中传统插值方法、智能插值方法... 详细信息

电磁频谱地图是电磁频谱作战精确化和电磁频谱管理精细化的基础，为梳理和综述电磁频谱地图构建领域插值方法，立足分布式感知网络架构，简要分析了构建电磁频谱地图的必要性，阐述了电磁频谱地图构建算法中传统插值方法、智能插值方法以及混合插值法的基本思想，对比了当前插值方法的优劣，并分析了电磁频谱地图构建法可能面临的挑战以及发展趋势，以期为后续研究提供思路和参考。

关键词：电磁频谱地图传统插值法智能插值法混合插值法分布式感知网络

结合基于密度的噪声应用空间聚类和反距离加权算法的城市环境电磁频谱地图构建

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火箭军工程大学学报

火箭军工程大学学报 2024年第4期38卷 93-97+107页

作者：谢佳炜余志勇吕典刘杨秋子火箭军工程大学

针对传统电磁频谱地图构建方法感知节点分布不均匀、监测数据存在异常值等问题，将基于密度的噪声应用空间聚类（Density-based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN）算法与反距离加权（Inverse Distance Weighting... 详细信息

针对传统电磁频谱地图构建方法感知节点分布不均匀、监测数据存在异常值等问题，将基于密度的噪声应用空间聚类（Density-based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN）算法与反距离加权（Inverse Distance Weighting, IDW）算法相结合，提出一种城市环境电磁频谱地图构建方法。该算法首先通过DBSCAN减轻极端值的影响，并分离核心点、边界点和噪声点，将每个核心点的局部密度作为权重，计算簇的加权中心点。其次，运用IDW对聚类簇的加权中心点进行插值估计，以显著减少需要进行插值的数据点数量，从而构建精度更高的电磁频谱地图。仿真结果表明：与IDW算法和反障碍距离加权算法相比，所提算法重构得到的电磁频谱地图的平均绝对误差和归一化均方误差分别降低了10%和23%以上。

关键词：电磁频谱地图反距离加权城市环境密度聚类空间插值

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基于电磁频谱地图的辐射源定位算法

计算机仿真 2024年第1期41卷 8-12,134页

作者：杜逸潇王红军国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

针对非协作条件下采集的电磁数据残缺且受噪声和干扰污染严重所导致的电磁频谱地图仅能粗略反映辐射源位置分布问题,基于分布式感知网络架构,提出一种基于电磁频谱地图的辐射源精确定位算法。算法利用目标区域中随机部署的感知节点采集... 详细信息

针对非协作条件下采集的电磁数据残缺且受噪声和干扰污染严重所导致的电磁频谱地图仅能粗略反映辐射源位置分布问题,基于分布式感知网络架构,提出一种基于电磁频谱地图的辐射源精确定位算法。算法利用目标区域中随机部署的感知节点采集的电磁数据,借助克里金插值算法构建出目标区域的电磁频谱地图;通过分析电磁信号强度以及辐射覆盖区域的变化规律,得到辐射源的潜在位置集合;再结合电磁信号传播的路径损耗模型,判断出集合中的最佳估计位置,完成辐射源定位。仿真结果表明,上述算法能够从电磁频谱地图中获取更精确的辐射源位置信息,在定位精度和稳定性上优于现有的同类型定位算法。

关键词：辐射源定位电磁频谱地图克里金插值路径损耗模型

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基于监测数据的电磁频谱地图构建与验证

国防科技大学学报 2023年第3期45卷 171-178页

作者：查淞夏海洋黄纪军刘继斌马晨李冰国防科技大学电子科学学院湖南长沙410073 中国人民解放军32035部队陕西西安710060 中国人民解放军31007部队北京100000

提出基于广义回归神经网络拟合和聚类克里金的构建方法,通过趋势面拟合,将电磁频谱地图构建分解为路径衰减和阴影衰落分量的估计问题,以提升构建精度;设计监测数据聚类和自适应最优邻域选取机制,在保证构建精度的条件下减小计算数据量,... 详细信息

提出基于广义回归神经网络拟合和聚类克里金的构建方法,通过趋势面拟合,将电磁频谱地图构建分解为路径衰减和阴影衰落分量的估计问题,以提升构建精度;设计监测数据聚类和自适应最优邻域选取机制,在保证构建精度的条件下减小计算数据量,以提升构建速度,从而利用数量有限的电磁环境监测数据,在不需要先验信息的条件下实现电磁频谱地图的准确、快速构建。设计并实现电磁频谱地图验证系统,搭建车载数据采集设备,利用实测电磁环境监测数据,验证所提方法的可行性及构建性能。

关键词：电磁频谱地图电磁环境监测数据广义回归神经网络聚类克里金实测数据

基于Kriging算法的电磁频谱地图构建技术研究

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空军工程大学学报（自然科学版） 2022年第3期23卷 26-33页

作者：胡炜林刘辉彭闯王伦文国防科技大学电子对抗学院合肥230031

针对电磁频谱地图构建中感知节点分布不均匀、构建效率不高的难题,提出了一种基于Kriging算法的电磁频谱地图构建算法。该算法首先运用Kriging算法将感知数据构建成电磁频谱地图;其次利用K-means聚类算法实现感知区域多粒度划分,将整体... 详细信息

针对电磁频谱地图构建中感知节点分布不均匀、构建效率不高的难题,提出了一种基于Kriging算法的电磁频谱地图构建算法。该算法首先运用Kriging算法将感知数据构建成电磁频谱地图;其次利用K-means聚类算法实现感知区域多粒度划分,将整体区域划分为层次不同的多个局部区域,利用Kriging算法对局部区域进行电场强度插值估计,形成不同粒度下的多个电磁频谱地图;最后根据感知节点分布状况,基于Voronoi图计算不同粒度下局部区域的均匀度权重,对各粒度下的电磁频谱地图进行加权融合,生成电磁频谱地图。仿真结果表明:该算法将电磁频谱地图的构建误差降低了2%~5%,在噪声强度大于8 dBW时构建效率大幅高于原始算法,具有构建精度高、容错性强的特点。

关键词：电磁频谱地图电磁态势 Kriging 多粒度均匀度权重

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面向轨道交通的电磁频谱地图构建方法

城市轨道交通研究 2023年第12期26卷 217-222页

作者：邹劲柏兰蒙洪翔张立东胥智鹏上海应用技术大学轨道交通学院上海201418 同济大学电子与信息工程学院上海201804 上海申通轨道交通研究咨询有限公司上海200070 上海申通地铁集团有限公司技术中心上海201103

目的:轨道交通的电磁环境日益复杂,电磁频谱地图的构建能有效地提升对电磁频谱资源的掌控,为此,特进行本研究。方法:通过总结电磁频谱地图的应用领域和面临的挑战,详细阐述了3种构建方法(空间插值构建法、参数构建法和混合构建法);针对... 详细信息

目的:轨道交通的电磁环境日益复杂,电磁频谱地图的构建能有效地提升对电磁频谱资源的掌控,为此,特进行本研究。方法:通过总结电磁频谱地图的应用领域和面临的挑战,详细阐述了3种构建方法(空间插值构建法、参数构建法和混合构建法);针对轨道交通的电磁环境特征,分析了相关挑战和发展趋势;针对轨道交通的电磁环境特征,提出面向轨道交通的电磁频谱地图的平台架构。该架构包括全局电磁频谱地图、本地电磁频谱地图、认知引擎、数据采集与储存单元、先验信息数据库和轨道沿线地理位置数据库等。结果及结论:面向轨道交通的电磁频谱地图构建是优化系统资源利用率的有效方法,不同的构建方法适用于不同的场景和需求。通过合理的平台架构设计,可以实现对电磁环境的准确感知和高效利用,以应对如位置信息的利用、异构网络的管理和可靠性要求的满足等挑战。其未来的发展趋势应该是新技术的应用开发和数据整合,以及探索电磁频谱地图的新应用。

关键词：轨道交通电磁频谱地图空间插值法平台架构

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电磁频谱地图构建方法研究综述及展望

电波科学学报 2020年第4期35卷 445-456页

作者：夏海洋查淞黄纪军刘继斌李冰国防科技大学电子科学学院长沙410073 31007部队北京100000

电磁频谱地图结合地理信息实现电磁环境综合信息的可视化定量描述,是电磁污染防治、电磁频谱管理和电磁频谱作战筹划等应用的基础.本文在简要介绍电磁频谱地图系统构成、功能及典型系统的基础上,重点阐述了电磁频谱地图构建方法研究现状... 详细信息

电磁频谱地图结合地理信息实现电磁环境综合信息的可视化定量描述,是电磁污染防治、电磁频谱管理和电磁频谱作战筹划等应用的基础.本文在简要介绍电磁频谱地图系统构成、功能及典型系统的基础上,重点阐述了电磁频谱地图构建方法研究现状,对比和讨论了现有构建方法性能,分析了电磁频谱地图构建面临的挑战及其发展趋势,最后对电磁频谱地图构建技术进行总结.

关键词：电磁频谱地图无线电环境地图(REM) 构建方法空间插值法电波传播模型发射机信息

基于VIDW算法的城市环境电磁频谱地图构建

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基于VIDW算法的城市环境电磁频谱地图构建

第十八届全国电波传播年会

作者：吴昱江丁浩王元贺陶诗飞

电磁频谱地图作为可视化表征电磁空间的重要手段,在电磁频谱资源的有序利用和高效管理中具有重要的研究价值.为了获取高精度的电磁频谱地图,本文提出了一种基于Voronoi图选择邻域的反距离加权(Voronoi-based Inverse Distance Weighted,... 详细信息

电磁频谱地图作为可视化表征电磁空间的重要手段,在电磁频谱资源的有序利用和高效管理中具有重要的研究价值.为了获取高精度的电磁频谱地图,本文提出了一种基于Voronoi图选择邻域的反距离加权(Voronoi-based Inverse Distance Weighted,VIDW)算法.该算法结合Voronoi图自适应选择搜索邻域,克服了常见IDW算法需要反复利用全部观测数据进行计算、难以选择合适的搜索半径等缺陷,提升了构建效率.为了验证算法在城市环境下的重构性能,使用Altair WinProp电波传播和无线网络规划软件建立了城市环境模型并使用优势路径电波传播模型获取了城市环境下的理论电磁频谱地图.仿真实验结果表明,所提方法能够获得较高精度的电磁频谱地图重构结果.与IDW算法和MSM算法相比,VIDW算法在不同数量的监测站点条件下重构得到的电磁频谱地图均方误差分别降低了10%～75%、11%～73%不等,为高精度城市环境电磁频谱地图构建提供了一种有效方法.

关键词：电磁频谱地图反距离加权 Voronoi图城市环境搜索邻域选择

来源： cnki会议评论

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电磁环境态势生成与认知技术研究现状与展望

探测与控制学报 2022年第6期44卷 8-17页

作者：胡炜林朱然刚彭闯王伦文国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230001

为了拓宽电磁环境态势的研究思路,推进电磁环境态势研究和应用体系的建设,分析了电磁环境态势生成与认知技术研究现状,并展望其发展趋势。梳理了电磁环境态势的相关概念,给出了电磁环境态势的定义,阐述了国内外电磁环境态势的描述方法... 详细信息

为了拓宽电磁环境态势的研究思路,推进电磁环境态势研究和应用体系的建设,分析了电磁环境态势生成与认知技术研究现状,并展望其发展趋势。梳理了电磁环境态势的相关概念,给出了电磁环境态势的定义,阐述了国内外电磁环境态势的描述方法、评估技术、异常检测技术和认知技术,并比较其性能,指出电磁环境态势研究所面临的挑战,并提出若干发展建议。该研究可为电磁环境态势认知和应用系统的发展提供参考。

关键词：电磁环境态势态势生成电磁频谱地图态势异常检测态势认知